История развития конструкции полувагона

 

Челябинский институт путей сообщения – филиал государственного

образовательного  учреждения высшего профессионального  образования

«Уральский  государственный университет путей  сообщения»

 

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «История развития и взаимодействия

технических средств транспорта»

Вариант 22

 

 

Студент

шифр В/к – 1022 – 2008   __________________________________Д.В. Пономарев

 

 

 

Руководитель 

доцент                                __________________________________А.Н. Давыдов

 

 

 

 

Челябинск

2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 История развития конструкции  полувагона……………………………………..3

2 Общие сведения о конструкции  железнодорожного пути………………….....20

2.1 Конструкция нижнего  строения пути………………………………………....20

2.2 Конструкция верхнего  строения пути………………………………………...21

3 Значение сигналов подаваемых  сигнальными средствами…………………....29

Список использованных источников……………………………………………...32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 История развития конструкции полувагона

Первые крытые вагоны имели  две двухосные тележки. Все несущие  элементы кузова делали деревянными из-за недостаточного производства металла в стране.

Рама кузова крытого вагона состояла из продольных и поперечных брусьев. Основными продольными  брусьями являлись боковые, которые  одновременно служили нижними обвязками боковых стен. Боковые брусья соединяли между собой шестью поперечными: двумя концевыми, двумя шкворневыми, расположенными над серединами тележек, и двумя дверными, т. е. размещенными у основания дверных стоек. Кроме того, в средней части рамы между боковыми брусьями располагали дополнительные боковые брусья. Они доходили только до шкворневых брусьев. Длина рамы составляла 7990 мм.

Боковая стена высотой 1785 мм имела 10 стоек (две угловые, две  дверные, две шкворневые и четыре промежуточные), четыре раскоса, обеспечивавших жесткость стены, и верхний обвязочный брус, соединявший верхние концы стоек. Их нижние концы были связаны боковым брусом рамы.

Торцовая стена имела  три стойки, расположенные между  угловыми. Кузова обшивали досками толщиной 25 мм, шириной 175 мм, их располагали горизонтально с внутренней стороны вагона, прибивая к стойкам гвоздями. Пол также составляли из досок толщиной 50 мм. Крыша имела дуги и деревянную обшивку, покрытую плотной просмоленной парусиной. На парусину наносили слой смолы, посыпанной песком и обмазанной густым раствором извести. 

Посередине боковых стен ставили двустворчатые двери, отворяющиеся наружу. Запирались они с помощью бруса, который при закрывании дверей поворачивался и заходил своими концами за скобы, укрепленные на дверных стойках. Люков у вагона не было.

Объединенные ударно-тяговые  приборы обеспечивали сцепление  вагонов между собой, а также  передачу продольных сжимающих и  растягивающих усилий. Приборы располагали  по центру на концевых брусьях рамы и стягивали друг с другом двумя боковыми болтами, проходившими по всей длине вагона. Надобности в боковых буферах не было.

Вагон был оборудован тормозным  устройством с ручным приводом.  Привод тормоза осуществлялся цепью, снабженной храповиком и собачкой, штурвальное колесо размещали на тормозной площадке, имевшей сиденье для кондуктора - тормозильщика. Грузоподъемность вагона составляла 8,2 т, тара  – 7,8 т.

Четырехосные вагоны, построенные  Александровским заводом, благодаря  своим достоинствам успешно эксплуатировались на Петербуржско - Московской железной дороге. Однако им были присущи и недостатки: максимальная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы составляла 40 кН, т. е. 4 тс вместо 10 тс, на которые был рассчитан рельсовый путь дороги, технический коэффициент тары у крытого вагона составлял 0,95.

Снижения этого коэффициента, характеризующего технико-экономическую  эффективность вагона, и повышения нагрузки от колесной пары на рельсы можно было достичь путем замены деревянных деталей металлическими в основных несущих элементах кузова и его рамы. Однако металла в России тогда выплавлялось мало, в связи с чем целесообразно было строить двухосные вагоны. Коэффициент тары двухосного крытого вагона составлял 0,79, т. е. был существенно лучше, чем у описанного выше четырехосного вагона. Для удобства передачи нагрузки от кузова на колесные пары боковые брусья располагали над шейками осей. Чтобы получить большую ширину кузова, его боковые стены были вынесены наружу, они опирались на боковые брусья при помощи кронштейнов.

Крытый двухосный вагон, построенный в 1862 г., имел деревянную раму кузова, на которой было расположено 10 поперечных брусьев. На концы этих брусьев опирались нижние обвязочные брусья боковых стен с вдолбленными стойками. Настил пола состоял из досок толщиной 50 мм, уложенных вдоль вагона и опиравшихся на поперечные брусья. Стены были обшиты досками толщиной 25 мм. Кровля парусиновая на смоле. Вагон имел четыре буфера. Для лучшей передачи продольных сжимающих усилий рама кузова имела раскосы. Упряжь сквозная, стержни крюков, проходящие вдоль всего вагона, соединялись в центре. Там же располагался тяговый аппарат. Грузоподъемность вагона составляла 10 т, тара не тормозного вагона – 6,2 т, тормозного – 6,7 т.

В 1870–1873 гг. Ковровские мастерские строили крытые вагоны более совершенной  конструкции. Для опоры боковых стен и настила пола не требовалось поперечных брусьев. Угловые стойки боковых стен опирались на концы буферных брусьев, а промежуточные стойки – на выносные кронштейны, прикрепленные к боковым брусьям рамы кузова. Доски пола укладывали поперек вагона. Вверху боковых стен размещались застекленные окна или люки, закрывавшиеся откидными стальными крышками изнутри вагона. Дверь перемещалась по направляющим. В некоторых вагонах деревянные брусья рамы кузова для повышения их жесткости и прочности подкреплялись шпренгелями. В 1872 г. Ковровские мастерские выпустили первый грузовой вагон, в котором деревянные боковые брусья рамы были заменены стальными балками. 

Длина кузова тормозного и  не тормозного вагонов в рассматриваемой конструкции была одинаковой. Тормозная площадка размещалась на конце вагона с удлиненной консолью и имела ширину 490 мм. Ступеньки тормозной площадки опирались на кронштейны (косоуры). Тормоз одностороннего действия, колодки чугунные. Грузоподъемность вагона была 10 т, а тара 6,8 т. Описанный тип вагона Ковровских мастерских впоследствии и был принят за основу «нормального» вагона.

Уместно отметить, что двухосные  крытые вагоны, выпускавшиеся Александровским  заводом в 1874–1875 гг., имели деревянную раму кузова. Боковые стены снабжались раскосами, их люки закрывались деревянными задвижками. Менее совершенными были грузовые вагоны постройки Коломенского завода. Однако здесь создавались и прогрессивные конструкции вагонов. Так, после семилетних исследований для балок рамы кузова был выбран коробчатый профиль (швеллер), получивший в дальнейшем широкое распространение в вагоностроении.

Большое значение для совершенствования  конструкций вагонов, их ремонта  и технического содержания имели съезды инженеров. Состоявшийся в 1884 г. VII совещательный съезд инженеров службы подвижного состава и тяги, железных дорог России рассмотрел чертежи и технические условия на постройку грузовых вагонов. Особое внимание инженеров привлекли чертежи крытых вагонов с нормальными размерами, разработанные юго-западными дорогами. В результате по этим чертежам было построено свыше 1000 крытых вагонов и платформ.

Грузоподъемность крытых вагонов  и платформ устанавливалась в 12,5 т, размеры пола кузова тормозного и не тормозного вагонов одинаковые, боковые балки рамы кузова из швеллера. Дверь задвижная, плотно закрывающая дверной проем. Кровля крытого вагона стальная, уложенная на сплошную деревянную обшивку. Тормозные площадки крытые, сквозные, с широкими удобными ступеньками. Оставлены без изменения расстояние между центрами буферов, их высота над уровнем рельсов, расстояние между внутренними гранями бандажей, их ширина и толщина, а также размеры винтовой стяжки для сцепления вагонов, кроме того,  20 % вагонов должны быть тормозными.

В 1892 г. крытые вагоны  и платформы нормального типа были введены в законодательном порядке для всех государственных и частных железных дорог. В результате Россия явилась единственной страной в мире, располагающей 120–140 тыс. вагонов одного для всех дорог типа, что имело огромное значение, поскольку значительно упрощались ремонт и эксплуатация вагонов.

Конструкция нормального  вагона была для своего времени рациональной. Это подтверждалось также и тем, что грузоподъемность его последовательно увеличивалась: от 12,5 (1891 г.) до 15 (1905 г.), 16,5 (1911 г.) и 18 т (1933 г.). Грузоподъемность росла лишь за счет усиления рессорного подвешивания и осей колесных пар, несущие элементы кузова и его рамы оставались прежними.

Рост перевозок в дореволюционной  России обусловливал не только количественное увеличение вагонного парка, но и его совершенствование. Прежде всего, это происходило за счет повышения грузоподъемности вагонов – важного средства увеличения массы (веса) поездов, роста провозной способности железных дорог.

Вопросы, связанные с повышением грузоподъемности нормальных вагонов  и созданием четырехосных грузовых вагонов, обсуждались на совещательных съездах инженеров службы тяги специалистами-эксплуатационниками. При этом учитывалось, что существующие конструкции подвижного состава, состояние пути и искусственных сооружений не позволяли в то время повышать грузоподъемность двухосного вагона сверх 16,5 т. Для некоторых конструкций вагонов ограничивался и рост погонной нагрузки. Создание паровозов повышенной мощности привело к увеличению числа грузовых вагонов в составе поезда до 50–60, однако обращение таких поездов вызывало значительные затруднения.

Из-за малой грузоподъемности вагонов  мощные паровозы использовались недостаточно эффективно. К тому же по конструкции двухосные вагоны во многом уступали четырехосным, имеющим ряд существенных преимуществ.

Повышение грузоподъемности нормального вагона до 16,5 т обусловило введение осей нового типа, получивших название усиленных. Усиливали также рессоры путем увеличения количества листов и ударно-тяговые приборы. Что касается кузова крытого нормального вагона, то он в основном удовлетворял условиям эксплуатации, однако в ряде случаев подвергался видоизменениям.

Для большинства перевозимых  грузов объем кузова, и площадь пола были достаточными. Исключение составляли грузы с малой объемной массой (легковесные). Чтобы полнее использовать грузоподъемность вагона при перевозке таких грузов, создавали временную или постоянную «надстройку» кузова. Например, у не тормозного вагона под полом, между колесными парами, размещали ящик с отворяющимися наружу дверцами. Ящик крепили стальными полосами и болтами к боковым балкам рамы кузова. Надстройку выполняли и на крыше вагона. Она имела каркас из стали уголкового профиля, который был обшит досками и сверху покрыт брезентом. Ящик и верхняя надстройка позволяли увеличить объем кузова нормального вагона на 15 м³.

В 1912 г. Гельсингфорские мастерские строили крытые вагоны со стальными  стойками кузова вместо деревянных, что  было вызвано затруднениями в  получении выдержанного дубового леса. Тара такого вагона составляла 7,7 т, а грузоподъемность 18 т (вместо 7,2 и 16,5 т у нормального крытого вагона). Металлические стойки повысили прочность кузова. Полностью деревянные стойки были заменены металлическими только в 30-е гг.

При строительстве крытых нормальных вагонов предусматривалась  возможность (в случае необходимости) использования их для перевозки людей. Стены кузова в таких вагонах снаружи снабжали второй обшивкой, между наружной и внутренней обшивками прокладывали слой войлока. Пол также был двойным. Пространство между основным и верхним полом заполняли древесными опилками. Двери также имели вторую обшивку. Они были задвижными или отодвигались на 1/3 ширины: образовавшийся проем закрывался одностворчатой дверью. Для более удобного входа в вагон под дверями подвешивали стремянки. В люковые отверстия ставили задвижные застекленные рамы. В середине кузова размещали чугунную печь, труба которой выводилась вверх через крышу. Пол в месте установки печи и крышу у трубы защищали огнестойким материалом. При перевозке людей на доски несъемного оборудования, размещаемого внутри кузова, укладывали съемные доски, образуя подобным способом нары. Такие вагоны назывались теплушками.

Для перевозки мелкого  скота строили двухъярусные вагоны с решетчатым кузовом. Стойки и обрешетка  были деревянными. Вагоны оборудовали  поворачивающимися кормушками, которые  можно было заполнять снаружи. Крупный скот перевозили в крытых вагонах со стальным каркасом кузова. Вагоны имели улучшенное рессорное подвешивание. Внутри кузова ставили корыта для корма и воды. Некоторые вагоны не имели их, что нередко требовало специальных стоянок для кормления и поения животных. На крышах вагонов этих типов были устроены вентиляционные надстройки. Длина  кузовов  составляла 11–12 м, тара вагонов 10–11 т, грузоподъемность 12,5 т.

Важно отметить, что курс на строительство нормальных вагонов  имел большое значение для развития вагонного парка, поскольку ограничивал  разнотипность вагонов и тем  самым облегчал условия их ремонта и эксплуатации. Вместе с тем это сдерживало развитие технической мысли, направленной на дальнейшее совершенствование конструкции вагонов, что диктовалось растущим грузооборотом железных дорог, увеличением мощности паровозов, а также интересами клиентуры.

На Мытищинском заводе в 1898 г. был построен четырехосный тележечный крытый вагон грузоподъемностью 33,5 т. В 1905 г. для внутреннего сообщения на Московско-Казанской дороге создали вагон грузоподъемностью 30 т, что в два раза превышало грузоподъемность двух крытых вагонов нормального типа. Для уменьшения тары вагон строили без тележек,  с двумя  парами свободно устанавливающихся осей, т. е. колесных пар, способных занимать радиальное положение в кривых участках пути и тем самым уменьшать сопротивление движению. Эта оригинальная конструкция имела и недостатки: интенсивный износ буксовых направляющих и соприкасающихся с ними корпусов букс, требующий частого ремонта для восстановления изношенных частей. Объем кузова составлял 65,6 м³, ширина и высота такие же, как у кузова нормального вагона, а длина равнялась 11640 мм, т. е. была меньше, чем у двух вагонов нормального типа. У тормозных четырехосных вагонов тара была 14,6 т, у не тормозных – 13,6 т.